海上風力發(fā)電復合筒型基礎承載特性研究.pdf

1、寬淺式復合筒型基礎作為一種新型海上風力發(fā)電基礎，可以實現(xiàn)陸上建造、海上快速安裝，其抗傾覆能力強、適用于各類地基土質(zhì)，可以較好地解決開發(fā)近海風能資源所面臨的問題。作為一種新型基礎，經(jīng)典的土力學地基承載力公式很難與其承載模式相匹配，其分倉結(jié)構使基礎與土體較好的協(xié)同承載機制也與以往的相關基礎研究有較大的不同，本文通過試驗初步確定復合筒型基礎的承載能力，在此基礎上，采用有限元對其模擬計算并深入分析其單向、二維、三維的承載能力和失穩(wěn)破壞機制，最后

2、針對近海風電場的3MW復合筒型基礎，分析其實際及理論極限承載力，并得出了其承載模式和傳力機理。具體的研究內(nèi)容及結(jié)果包括：
　　分別在淤泥質(zhì)粘土與砂土中進行復合筒型基礎水平承載力試驗，采用分級加載機制，符合試驗預期，分別得出了筒型基礎的土壓力變化、位移變化；通過有限元對試驗進行模擬分析并進行對比，分析表明，復合筒型基礎的旋轉(zhuǎn)中心隨著荷載的增大從中軸線附近逐漸移動到沿加載方向的分倉板底部，最后位于距離筒頂約0.8倍的高度處；極限水平荷

3、載下，根據(jù)試驗、有限元及理論公式得出了淤泥質(zhì)粘土中復合筒型基礎主要區(qū)域的土壓力分布，根據(jù)土壓力分布規(guī)律計算出復合筒型基礎的極限承載力，并對計算公式進行了修正；
　　采用有限元分別對豎向及彎矩荷載進行模擬計算，豎向荷載作用下可以將筒型基礎與筒內(nèi)土體當做一個整體，得出了相應的失穩(wěn)破壞模式，采用經(jīng)驗公式和理論公式對豎向極限承載力進行了計算并根據(jù)有限元結(jié)果修正了理論公式；彎矩荷載作用下，復合筒型基礎旋轉(zhuǎn)中心隨著荷載的增加在接近筒底的區(qū)域從

4、中軸線左側(cè)（加載反向）逐漸移動到加載正向的分倉板附近；適當?shù)呢Q向荷載可以改變旋轉(zhuǎn)中心的位置、提高水平向及彎矩的極限承載力，淤泥質(zhì)粘土中最大提高約2倍，砂土中的提高幅度更大；
　　根據(jù)3MW海上風力發(fā)電風機的荷載值，得出寬淺式復合筒型基礎的直徑一般要大于27m、高度宜為7~12m，并分析了土質(zhì)參數(shù)及筒土接觸等對筒型基礎承載能力的影響，計算了3MW復合筒型基礎在考慮地基變形允許值及極限值兩種情況下的水平、彎矩及豎向極限承載力及相應的二